KR101002719B1 - 접촉부에 홀을 구비한 지지격자 스프링 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핵연료집합체의 연료봉을 지지하는 지지격자에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 지지격자 스프링은, 전면으로 돌출되어 연료봉과 면접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부와 스트립을 연결하는 연결부로 이루어지는 지지격자 스프링에 있어서, 상기 연료봉과 스프링이 면접촉하는 접촉부 중심 부분에 홀을 형성함으로써 연료봉의 국부 부식 및 프레팅 마모를 방지하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 지지격자 스프링은 스트립과 접촉부를 연결하는 네개의 연결부를 구비하되, 상기 연결부는 상기 접촉부를 스트립의 상부와 하부에서 각각 연장되어 상기 접촉부를 지지하며, 상기 스트립에서 접촉부로 갈수록 전면을 향하여 점진적으로 완만한 굴곡이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

핵연료조립체, 연료봉, 스프링, 지지격자, GRID, 프레팅 마모, 강성, 긁힘

Description

접촉부에 홀을 구비한 지지격자 스프링 {Spacer grid spring having a hole in the contact area with fuel rod}

본 발명은 핵연료집합체의 연료봉을 지지하는 지지격자에 관한 것으로서, 구체적으로는 연료봉 국부 부식 및 프레팅 마모에 의한 연료봉 손상을 방지하는데 특징이 있는 스프링을 구비한 지지격자에 관한 것이다.

원자로란 핵분열성 물질의 연쇄핵분열반응을 인공적으로 제어하여 열을 발생시키거나 방사성 동위원소 및 플루토늄의 생산, 또는 방사선장 형성 등의 여러 목적에 사용할 수 있도록 만들어진 장치를 말한다.

일반적으로 경수로 원전에서는 우라늄-235의 비율을 2~5%로 높인 농축 우라늄을 사용한다. 원자로에서 사용되는 핵연료로 가공하기 위하여 우라늄을 5g 정도 무게의 원통형 소결체로 만드는 성형가공을 한다. 이 소결체들을 수백개씩 다발 형태로 묶어서 지르칼로이 피복관에 진공상태에서 장입하고 여기에 스프링과 헬륨기체를 넣은 후 상부 봉단마개를 용접하여 연료봉을 제조한다. 상기 연료봉은 최종적 으로 핵연료 집합체를 구성하여 원자로 내에서 핵반응을 통하여 연소하게 된다.

상기 핵연료 집합체 및 그 구성요소를 도 1 내지 도 3에 도시하였다.

도 1은 일반적인 핵연료 집합체의 모습을 나타내는 개략도이고, 도 2는 지지격자를 위에서 바라본 평면도이며, 도 3은 상기 지지격자를 상세히 나타내기 위한 절개 사시도이다.

도 1을 참조하여 설명하면 상기 핵연료 집합체는 상단고정체(4), 하단고정체(5), 안내관(3) 및 지지격자(2)로 이루어지는 골격체와 상기 지지격자(2) 내에 장입되어 상기 지지격자(2)내에 형성된 스프링(6)(도 2 및 도 3 참조) 및 딤플(7)(도 2 및 도 3 참조)에 의하여 지지되는 상기 연료봉(1)으로 구성된다. 집합체 조립은 연료봉을 골격체에 장입한 다음 상·하단 고정체를 부착하여 고정시킴으로써 완료되며, 연료봉 간의 간격, 뒤틀림, 전장, 치수 등을 검사하는 것으로 집합체 제조공정이 마무리된다.

도 2 및 도 3을 참조하여 설명하면 지지격자(2)는 다수의 연료봉(1)이 각각 장입될 수 있는 공간부를 구획하도록 스트립(얇은 금속판)이 각각 일정 간격으로 형성된 슬롯(미도시)을 상호 결합하여 격자 형상으로 형성된다. 상기 지지격자는 상하 10개 내지 13개 정도로 배열되며 4m 길이의 안내관(3)과 용접된다. 지지격자(2)에 의하여 구획되는 각각의 공간부에는 스프링(6) 및 딤플(7)이 규칙적으로 형성되어 있으며 상기 스프링(6) 및 딤플(7)이 연료봉(1)(도 1 참조)과 접촉함으로써 연료봉(1)(도 1 참조)들 간의 간격을 유지하고 정해진 위치에 배열되도록 하며 스프링(6)의 탄성에 의하여 연료봉(1)이 연고정(軟固定)되도록 한다.

한편, 오늘날 핵연료의 개발은 고연소, 고출력 및 무결함을 목표로 추진되고 있다. 고연소도 핵연료를 개발하기 위해서 핵연료봉으로부터 냉각수로의 열전달을 촉진시키는 방법들이 제안되고 있다. 이러한 열전달 촉진 방법으로는 혼합날개의 부착 및 이의 설계 변경 또는 유로채널의 효율적인 구성 등 핵연료봉 주변을 흐르는 원자로 냉각수의 흐름을 개선하는 것이 주가 되고 있다.

그러나 이러한 열전달 촉진을 위한 방법은 주로 핵연료봉 주변을 흐르는 냉각수가 더욱 큰 난류가 되도록 하는 것이어서 핵연료봉을 진동하게 하는 유체유발 진동의 원인이기도 하다.

핵연료봉의 유체유발 진동은 핵연료봉이 지지격자 스프링 또는 딤플과의 접촉면에서 서로 상대적으로 미끄럼 운동을 하게 하며, 이로부터 연료봉의 접촉면에 국부적인 마모가 발생하게 하여 핵연료봉이 점진적으로 손상되는 프레팅 마모현상을 일으킨다. 즉 고연소 핵연료 개발을 위해 열적 성능을 향상시키는 방법이 한편으로는 핵연료봉의 손상을 촉진시키는 결과를 가져오는 것이다.

한편 연소가 진행됨에 따라 지지격자는 횡방향으로 조사성장을 하게 된다. 또한 연료봉은 원자로 내에서의 연소과정에서 반경 방향의 크립, 즉 원자로 내의 냉각수 등의 높은 압력에 의하여 오그라드는 현상과 소결체의 팽창에 따른 반경방향의 확장 현상이 반복적으로 발생함에 따라 연료봉의 외경이 불규칙한 방향성을 갖게 되어 지지격자의 스프링/딤플과 연료봉 간에 간극이 발생될 수 있는데 이러한 현상에 의하여 프레팅 마모현상은 더욱 심화된다.

이러한 프레팅 마모현상을 최소화하기 위하여 연료봉과 스프링/딤플간의 종방향 접촉길이를 길게 하거나 면접촉이 발생하도록 하여 프레팅 마모가 발생하더라도 동일 마모체적 하에서 마모깊이를 최소화하는 방법들이 제안된 바 있다.

도 4a 및 도 4b는 종방향으로 선접촉의 길이가 늘어나도록 형성한 종래의 스프링을 구비한 지지격자를 개략적으로 나타낸 것으로서, 현재 일반적으로 사용되고 있는 형태의 스프링이다.

상기 스프링은 연료봉과 선접촉을 하도록 평판형으로 형성되는 것이 마모를 최소화하는 면에서는 이상적이다. 그러나 실제적으로는 도 4a에 도시된 바와 같이 핵연료봉 지지시에 탄성을 갖도록 판에 굴곡이 형성되어 있다. 따라서 연료봉과 지지격자 사이의 초기 접촉은 선접촉이 아닌 3점 접촉이 형성되고 마모가 진행됨에 따라 선접촉으로 변해가도록 되어 있다. 이 때 초기 3점 접촉에 의하여 연료봉의 프레팅 마모가 가속되는 문제가 있다.

한편, 연료봉과 면접촉이 발생하도록 하여 프레팅 마모를 최소화하는 방법으로는 2002.03.06.자 출원된 미국 등록특허 US 6,606,369 『Nuclear reactor with improved grid』(이하 선행기술이라 한다.)가 있다.

상기 선행기술은 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같이, 스프링(62)과 연료봉(1)의 접촉에 있어서, 면접촉이 되도록 스프링(62)에 곡면을 형성하여 종래의 점접촉이나 선접촉 방식보다 유체유발 진동에 의한 연료봉의 축방향 및 횡방향의 흔들림을 방지하는 것을 특징으로 한다.

그러나, 상기 선행기술은 스프링(62)이 연료봉(1)과 접촉하는 면이 크고 접촉부위에서의 유동이 저하되기 때문에 접촉면 부위에서 냉각수로의 열전달이 감소하게 된다. 이러한 열전달 감소로 인하여 면접촉 중심부위에서 국부 부식이 가속화될 수 있고 이로 인해 연료봉 손상이 발생할 수 있다. 특히, 최근의 핵연료 개발의 방향은 고연소 및 고출력을 목표로 추진되고 있으므로 스프링과 연료봉 면접촉 부위에서 발생하는 상기 국부 부식은 고연소 및 고출력 목표 달성에 장애요인으로 작용될 수 있다. 또한 면접촉 스프링의 강성도가 선접촉 또는 점접촉 스프링에 비해 상대적으로 크기 때문에 골격체에 연료봉 장입 시 연료봉 표면에 깊은 긁힘이 발생할 수 있으며, 연료봉 표면 긁힘 부위에서 연료봉 부식이 가속화될 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 과제는 연료봉과 지지격자 스프링이 면접촉하는 접촉부에서의 열전달 감소에 의한 연료봉 국부 부식을 방지하도록 하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 지지격자의 스프링은, 종래의 선행기술들에 개시된 스프링에 비해, 골격체에 연료봉을 장입할 때에 연료봉 표면의 긁힘 현상을 최소화하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해, 본 발명에 따른 접촉부에 홀을 구비한 지지격자 스프링은 스트립 면에서 돌출되어 연료봉과 면접촉하는 접촉부와, 상기 접촉부와 스트립을 연결하는 연결부로 이루어지는 핵연료 조립체의 지지격자 스프링에 있어서, 상기 연료봉과 면접촉하는 접촉부(631) 중심 부분에는 홀(635)이 형성되고, 상기 연결부(632)는, 상기 접촉부(631)의 상부 양측으로부터 상방으로 연장, 형성되어 상기 스트립에 연결되는 한 쌍의 상부 연결부와, 상기 접촉부(631)의 하부 양측으로부터 하방으로 연장, 형성되어 상기 스트립에 연결되는 한 쌍의 하부 연결부로 구성되되, 상기 각각 한 쌍의 상부 연결부 및 하부 연결부의 표면은 상기 스트립에서 접촉부로 갈수록 전면을 향하여 점진적으로 완만한 곡면으로 이루어지고, 상기 한 쌍의 상부 연결부 사이에는 상기 핵연료 조립체의 길이 방향에 직각인 평면을 기준으로 사다리꼴 형상의 상부 개구(634a)가 형성되며, 상기 한 쌍의 하부 연결부 사이에는 상기 상부 개구에 대칭되는 위치에 상기 상부 개구와 대칭되는 사다리꼴 형상의 하부 개구(634b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

삭제

이 외에도, 상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단들이 하기 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에서 상세히 제시될 것이다.

이러한 본 발명의 구성상의 특징에 의해, 본 발명에 의한 지지격자 스프링은 면접촉된 연료봉 표면의 국부 부식을 방지하고 프레팅 마모를 최소화할 수 있으며, 연료봉 장입에 따른 연료봉 표면 긁힘을 최소화할 수 있다.

더 나아가, 본 발명에 의한 지지격자 스프링은 상하부에 형성된 개구를 통해 냉각수의 흐름을 개선할 수 있는 부수적 효과를 얻을 수 있다.

이하에서는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 첨부도면을 기준으로 하여, 상세하게 설명한다.

본 발명에서 지지격자는 가로 스트립과 세로 스트립들이 상호 직교하여 이루어지는 것으로서 , 연료봉을 지지하는 스프링(6)과, 상기 스프링의 상하부에 각각 딤플(7)이 형성되어 이루어진다.

상기 스트립은 일정 길이를 갖는 판(plate) 형상으로서, 일정 간격으로 슬롯이 형성되며, 종횡 각각 일정 간격으로 배열하여 상기 슬롯을 상호 결합함으로써 다수의 단위 격자셀을 구획한다.

상기 딤플(7)은 상기 스트립의 격자면에 종횡 각각 일정한 방향으로 돌출되 도록 상하 한 쌍씩 다수 형성된다.

상기 스프링(6)은 다수 형성되며, 상기 격자면에 형성된 상하 한 쌍의 딤플 사이에 형성되고, 상기 딤플의 돌출된 방향과 반대되는 방향으로 스트립 면에서 돌출되며, 일정한 탄성을 가지고 상기 딤플과 함께 핵연료봉을 지지한다.

본 발명에 의한 지지격자 스프링은, 스트립 면에서 돌출되어 연료봉과 면접촉하는 접촉부(631)와, 상기 접촉부와 스트립을 연결하는 연결부(632)로 이루어지는 핵연료 조립체의 지지격자 스프링에 있어서,

상기 연료봉과 스프링이 면접촉하는 접촉부(631) 중앙 부분에 홀(635)이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는데, 이 홀(635)을 통해 냉각수가 원할하게 통과하게 되므로, 연료봉과 스프링의 접촉부에서 발생되는 열을 효과적으로 식힐 수 있어, 연료봉과 스프링의 면접촉 중심부위에서의 국부 부식이 발생하지 않게 되는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우 상하좌우 등 방향을 나타내는 용어는 첨부된 도면을 기준으로 한다. 각 실시예를 통하여 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.

한편, 지지격자의 격자구조에 의하여 구획된 개개의 공간부를 단위 격자셀이라 하고, 그 격자셀 내부의 일면을 격자면이라고 정의한다. 또한 어느 한 격자면을 종방향이라 정의한다면 그와 평행한 모든 격자면은 종방향 격자면이 되고, 상기 종 방향의 격자면과 직각을 이루는 격자면은 횡방향의 격자면이라 한다. 또한 축방향이란 단위 격자셀의 길이 방향으로서 핵연료봉이 장입되는 방향을 말한다.

도 6a 내지 도 6e에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예는 지지격자의 격자면마다 형성되는 지지격자 스프링에 있어서, 상기 스프링의 연료봉접촉부 중앙부분에 홀(635)을 형성한 것이 그 주요 구성 요소이다.

도 6a는 본 실시예의 가운데 홀을 가진 네모형 스프링이 형성된 하나의 격자면을 나타내며, 도 6b는 상기 격자면의 측면을 나타내고, 도 6c는 상기 격자면의 사시도이며, 도 6d는 본 격자면의 상부에서 내려다 본 평면도이고, 도 6e는 상기 스프링이 형성된 단위 격자셀 내에 핵연료봉이 가상적으로 장입된 상태를 위에서 바라본 평면도이다.

도 6a, 도 6c, 도 6d 및 도 6e를 참조하여, 본 발명의 연료봉접촉부(631)에 대해 구체적으로 설명한다.

본 발명에서의 지지격자 스프링은 축방향으로 긴 핵연료봉을 지지하는 것이므로, 스프링(63)의 접촉부(631)는 축방향으로는 동일한 형상을 가지며, 가운데 부분에는 핵연료봉과 면접촉하도록 일정한 곡률을 갖는 오목부(631a)가 형성되어 구성되며, 상기 오목부(631b)의 좌우 양측에는 융기부(631b)가 축방향으로 형성되어 핵연료봉이 종방향 또는 횡방형으로 움직이지 않도록 견고히 지지하는 역할을 하게 된다.

상기 접촉부의 중앙부분, 특히 오목부(631a)에는 홀(635)이 형성된다. 상기 홀(635)의 크기는 필요에 따라 가변적일 수 있으나, 좌우측 방향으로는 상기 융기부(631b)를 넘지 않도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 융기부(631b)의 외측으로는 각각 좌우측 가장자리부(631c)가 형성되어 이루어진다.

다음으로, 도 6a, 도 6c, 도 6d 및 도 6e를 참조하여, 스트립과 접촉부(631)을 연결하는 연결부(632)의 구성에 대해 설명한다.

본 발명에서의 바람직한 실시예로 제안되는 연결부(632)는 상하로 일정 길이를 갖는 판형으로서, 접촉부의 좌우측 가장자리부(631c)에 연결되어 이루어진다.

상기 연결부(632)는 연료봉 접촉부의 상부 양측 가장자리부 좌우측에 각각 연결되는 한 쌍의 상부 연결부와, 연료봉 접촉부의 하부 양측 가장자리부 좌우측에 각각 연결되는 한 쌍의 하부 연결부를 통해 스트립과 접촉부를 연결하게 된다.

접촉부의 상부 양측 가장자리부에 연결되는 두 연결부 사이에는 사다리꼴 형상의 상부 개구(634a)가 형성되고, 접촉부의 하부 양측 가장자리에 연결되는 두 연결부 사이에도 역사다리꼴 형상의 하부 개구(634b)가 형성된다.

상기 상부 개구(634a)와 하부 개구(634b)는, 축방향에 직각인 가상평면을 기준으로 대칭이 되는데, 이 개구(634a)(634b)는 냉각수의 축방향 흐름을 자유롭게 허용하게 되어 냉각수의 흐름에 영향을 최소화할 뿐만 아니라, 스프링의 강성도를 낮추게 하는 역할을 하므로 연료봉을 지지격자에 장입할 때에 지지격자 스프링에 의해 연료봉 표면에 긁힘이 발생되는 것을 최소화할 수 있다.

특히, 종래의 연결부는 연료봉이 장입되는 방향(축방향)에 대하여 직각을 이루도록 형성되는 것이 일반적이었으나, 본 발명의 실시예에 있어서의 연결부(632)는 스프링의 강성도를 충분히 낮추기 위하여 축방향으로 형성함으로써, 연료봉 표면의 긁힘을 더욱 줄일 수 있다.

더 나아가, 본 발명에서 상기 스프링의 연결부(632)의 표면(632b)은, 도 6b에 도시된 바와 같이, 스트립에서 연장되어 접촉부(631) 쪽으로 갈수록 점진적으로 완만한 곡면이 되도록 형성됨으로써 연료봉 표면의 긁힘 방지와 냉각수 흐름개선의 두 가지 효과를 동시에 얻을 수 있다.

아울러, 본 발명의 접촉부(631)는, 도 6c와 도 6d에 도시된 바와 같이, 상기 융기부(631b) 외측으로 각각 좌우측 가장자리부(631c)가 형성되어 이루어지는데, 상기 가장자리부(631c)의 표면은 스트립 면에 대해 경사지게 구성된다. 즉, 상기 접촉부의 가장자리부(631c)는 융기부(631b) 측의 돌출높이가 가장자리부 좌우측 끝단에서의 돌출높이보다 훨씬 더 크다. 이에 따라, 상기 가장자리부(631c)에 연결된 연결부(632)도 뒤틀어지게 되므로, 결국 도 6d에 도시된 바와 같이, 그 표면(632b)이 스트립 면에 대해 경사지게 형성되고, 내측면(632a)이 전면을 향하는 형상이 된다.

그리고, 앞서 설명한 바와 같이, 연결부(632) 또한 스트립에서 접촉부 쪽으로 갈수록 전면을 향하여 돌출된 높이가 점진적으로 완만하게 커진다.

이와 같은 구성에 의해, 핵연료봉과 스프링의 접촉부, 즉 오목부(631b)가 스트립 면에 대해 가장 많이 돌출되도록 하는 반면, 이 오목부(631b)를 기준으로 상부방향 및 하부방향으로 갈수록 돌출된 높이가 점차 작아지게 되며, 또한 이 오목부(631b)를 기준으로 좌측방향 및 우측방향으로 갈수록 돌출된 높이가 점차 작아지게 되므로, 냉각수의 흐름에 영향을 줄일 수 있다.

한편 딤플(7)은 기존에 공지된 것과 동일한 구성으로 되어 있어 상세한 설명을 생략한다. 그리고, 접촉부(631)의 좌우측에는 각각 축방향으로 길게 좌우측 개구(633a)(633b)가 형성되어, 접촉부(631)의 가장자리가 스트립과 간섭되지 않도록 간격을 유지하게 된다.

이하 본 실시예에 의한 작용을 설명한다.

핵연료봉(미도시)이 본 실시예에 의한 스프링(63)이 형성된 단위격자셀에 장입되는 경우, 도 6d에 도시된 바와 같이 연료봉 접촉부(631)와 접촉한다. 이 때 가운데 홀(635)을 가진 네모형 연료봉 접촉부(631)는 핵연료 집합체의 전(全) 수명기간 동안 핵연료봉(미도시)과 연료봉 접촉부(631)의 면접촉 형상이 유지되도록 하되, 가운데 홀(635)이 형성되어 있으므로 면접촉 부위에서의 열전달 감소를 방지함으로써 면접촉 중심부위에서의 국부 부식이 발생하지 않도록 한다.

또한, 연결부(632)는 상기 연료봉 접촉부(631)를 지지하며, 연료봉 접촉 부(631)와 함께 지지격자 스프링 역할을 하는데, 넓은 표면적을 가지는 종래의 연결부에 비해 본 발명에서의 연결부는 상하부에 각각 개구(634a)(634b)가 형성되어 있어서 연결부의 표면적이 적어지게 되어 낮은 탄성 강도를 갖게 된다.

즉, 본 발명은 연료봉 접촉부(631)의 중앙부분에 형성된 홀(635)의 크기를 조절함으로써, 그리고, 상하부 연결부(632)에 형성된 개구(634a)(634b)의 크기를 적정하게 조절함으로써, 지지격자 스프링의 전체적인 탄성 강도를 자유롭게 조절할 수 있어, 핵연료 조립체에 관한 기술분야에서 매우 유용한 발명이다.

다시 설명하자면, 지지격자 스프링의 강성도는 연료봉접촉부와 연결부의 탄성강도에 의해 계산되는데, 연료봉접촉부의 탄성강도와 연결부의 탄성강도를 조절하여 지지격자 스프링 강성도를 최적화할 수 있다. 일 예로서, 연료봉접촉부의 탄성강도가 k1이고, 연결부의 탄성강도가 k2라 하면, 지지격자 스프링의 탄성강도는 k1*k2/(k1+k2)로 연산될 수 있으므로, 지지격자의 스프링 강도는 항상 k1 및 k2보다 작아지게 된다. 따라서, 본 발명에 의한 지지격자 스프링 강성도는 종래의 선행기술에서 개시된 지지격자의 스프링에 비해 그 탄성강도를 충분히 작아지게 조절할 수 있으므로 골격체에 연료봉 장입 시 연료봉 표면에 굵힘을 최소화할 수 있다.

지지격자의 각 단위격자셀 내에는 본 발명에서 제안되는 스프링(63) 2개와 4개의 딤플(7)이 형성되어 있어 총 6군데에서 연료봉과 면접촉을 하면서 연료봉의 움직임을 제한하게 된다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 지지격자 스프링으로 구현될 수 있다.

도 1은 일반적인 핵연료 집합체를 나타내는 개략도이다.

도 2는 일반적인 지지격자를 나타내는 평면도이다.

도 3은 일반적인 지지격자를 나타내는 절개사시도이다.

도 4a는 종래의 선접촉 방식 연료봉 지지격자를 나타내는 사시도이다.

도 4b는 종래의 선접촉 방식 연료봉 지지격자를 나타내는 평면도이다.

도 5a는 종래의 면접촉 방식 연료봉 지지격자를 나타내는 사시도이다.

도 5b는 종래의 면접촉 방식 연료봉 지지격자를 나타내는 평면도이다.

도 6a는 본 발명에 의한 스프링이 형성된 격자면을 나타내는 정면도이다.

도 6b는 본 발명에 의한 스프링이 형성된 격자면을 나타내는 측면도이다.

도 6c는 본 발명에 의한 스프링이 형성된 격자면을 나타낸는 사시도이다.

도 6d는 본 발명에 의한 스프링이 형성된 격자면을 나타낸는 단면도이다.

도 6e는 본 발명에 의한 스프링이 형성된 단위 격자셀을 나타내는 평면도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 연료봉 2: 지지격자체

3: 안내관 4: 상단고정체

5: 하단고정체 6, 63: 지지격자 스프링

7: 지지격자 딤플

631: 접촉부

631a: 오목부 631b: 융기부

631c: 가장자리부

632: 연결부

632a: 연결부 측면 632b: 연결부 표면

633a, 633b: 좌우측 개구

634a, 634b: 상하부 개구

635: 홀(Hole)

Claims (4)

1. 스트립 면에서 돌출되어 연료봉과 면접촉하는 접촉부(631)와, 상기 접촉부와 스트립을 연결하는 연결부(632)로 이루어지는 핵연료 조립체의 지지격자 스프링에 있어서,

   상기 연료봉과 면접촉하는 접촉부(631) 중심 부분에는 홀(635)이 형성되고,

   상기 연결부(632)는, 상기 접촉부(631)의 상부 양측으로부터 상방으로 연장, 형성되어 상기 스트립에 연결되는 한 쌍의 상부 연결부와, 상기 접촉부(631)의 하부 양측으로부터 하방으로 연장, 형성되어 상기 스트립에 연결되는 한 쌍의 하부 연결부로 구성되되,

   상기 각각 한 쌍의 상부 연결부 및 하부 연결부의 표면은 상기 스트립에서 접촉부로 갈수록 전면을 향하여 점진적으로 완만한 곡면으로 이루어지고,

   상기 한 쌍의 상부 연결부 사이에는 상기 핵연료 조립체의 길이 방향에 직각인 평면을 기준으로 사다리꼴 형상의 상부 개구(634a)가 형성되며, 상기 한 쌍의 하부 연결부 사이에는 상기 상부 개구에 대칭되는 위치에 상기 상부 개구와 대칭되는 사다리꼴 형상의 하부 개구(634b)가 형성되는 것을 특징으로 하는 지지격자 스프링.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,

   상기 접촉부(631)의 중앙부분은 핵연료봉이 면(面)접촉할 수 있도록 오목부(631a)가 형성되고,

   상기 오목부(631a)의 좌우 양측에는 융기부(631b)가 형성되고,

   상기 융기부(631b)의 외측으로는 각각 좌우측 가장자리부(631c)가 형성되어 이루어지되,

   상기 접촉부는 가장자리부(631c)의 좌우측 끝단에서의 돌출높이에 비해 융기부(631b)에서의 돌출높이가 더 크게 형성된 것을 특징으로 하는 지지격자 스프링.

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